Uploaded by xolodetzzz

Термодиффузия

advertisement
Термодиффузия – перекрёстный эффект в линейной
неравновесной термодинамике
Выполнил: Ефимов Д.Д.
студент 1 курса магистратуры
группы ЭиТФКСиСС
Санкт-Петербург
2019
Основоположники неравновесной
термодинамики
Л. Онзагер (1903-1976)
И.Р. Пригожин (1917-2003)
Основоположники неравновесной
термодинамики
П. Мазур (1922-2001)
С. Де Гроот (1916-1994)
Основоположники неравновесной
термодинамики
А.В. Лыков (1910-1974)
Ю.А. Михайлов (1927-1994)
Основные задачи неравновесной
термодинамики
• Установление взаимной связи различных
необратимых явлений;
• Исследование поведения макроскопических
систем при менее частных условиях, чем в
классической термодинамике.
Феноменологические законы
Равновесные и неравновесные системы
Замкнутая система необратимо
эволюционирует к инвариантному во времени
состоянию, при котором в системе не
наблюдается каких-либо физических или
химических изменений. Температура во всех
частях этой системы становится одинаковой –
состояние термодинамического равновесия.
Равновесные и неравновесные системы
Переход из неравновесного состояния к
равновесному связан с протеканиями
необратимых процессов (диффузия,
термодиффузия, теплопроводность, вязкое
течение и др.). Эти процессы прекращаются,
как только система достигает состояния
термодинамического равновесия.
Равновесные и неравновесные системы
Локальное равновесие
Допустимость использования принципа
локального равновесия
Температура должна быть хорошо локально определена
Допустимость использования принципа
локального равновесия
Теория Онзагера
Причины возникновения
необратимых процессов
•
•
•
•
температурный градиент;
градиент концентрации;
химическое сродство;
градиент потенциала.
Силы и потоки
Теория Онзагера
Теория Онзагера
Теория Онзагера
Перекрёстные эффекты
Термодиффузия
При наличии постоянного градиента температур по обе стороны от
перегородки, разделяющей один и тот же газ, возникает, растёт и
становится постоянной разница давлений, даже если её не было. То
есть градиент температур приводит к появлению градиента
концентрации
Термодиффузия
Образец – сплав железа с углеродом. Концентрация углерода 0.01%
по всей длине образца
Термодиффузия
Термодиффузия
В указанном интервале температур раствор углерода в железе
имеет объёмно-центрированную кубическую решётку
Термодиффузия
Гранецентрированная кубическая решётка
Термодиффузия
Термодиффузия
Термодиффузия
Термодиффузионное цинкование
Защитное покрытие формируется в результате насыщения цинком
поверхности металлических изделий в результате термодиффузии
Термодиффузионное разделение
изотопов
Схема колонны Клазиуса-Диккеля для разделения изотопов
Спасибо за внимание!